2012-1 Hannes Luetz Direttore di produzione CentraLine c/o Honeywell GmbH Bozza della sul risparmio energetico negli edifici La nuova versione della normativa EN15232 (2011-06) rivede ed estende la normativa EN15232 pubblicata nel 2007. In essa viene proposto un metodo per la valutazione del risparmio energetico nuovi ed esistenti e per la valutazione della redditività degli investimenti nel rinnovamento dei sistemi di automazione degli edifici.
La normativa EN15232 prevede due metodi per la valutazione del risparmio energetico: - un calcolo basato sui fattori, descritto dettagliatamente in questo documento; - un metodo di calcolo dettagliato, per il quale è richiesta una conoscenza approfondita delle funzionalità di automazione pianificate. Glossario EN: BACS: TBM: EPBD: CEN: European Norm, Normativa europea Building Automation Control System (offre il controllo effettivo di riscaldamento, ventilazione, acqua calda e illuminazione) Technical Building Management (fornisce informazioni sul funzionamento, la manutenzione e la gestione degli edifici) Direttiva europea 2002/91/EC Energy Performance of Buildings Directive (direttiva riguardante il risparmio energetico complessivo ) Commitée Européen de Normalisation, Comitato europeo per la standardizzazione Poiché è necessario valutare molti edifici nuovi ed esistenti per determinarne il consumo energetico, si avverte l esigenza di uno strumento veloce e affidabile, facilmente utilizzabile da non esperti. La nuova versione dello standard europeo EN15232 (2011-06) rappresenta un buon esempio di approccio basato sui fattori per lo studio dell impatto dei miglioramenti alle funzioni BACS e TBM sul consumo energetico di un edificio. EN15232 è uno degli standard specifici previsti nella direttiva EPBD. Sebbene esistano circa quaranta altri standard riguardanti i calcoli per consumi energetici diversi, lo standard EN15232 riguarda in modo specifico l effetto dell automazione e della gestione degli edifici per gli impianti termici ed elettrici.
Nel diagramma seguente viene illustrata la relazione. Metodo di calcolo del risparmio energetico (Articoli 4,5 e 6 della direttiva EPBD) Requisiti di risparmio energetico per i nuovi edifici Conformi a EPBD. 4,5 ristrutturazioni sostanziali Conformi a EPBD. 4,6 Risparmio energetico Metodi di espressione del risparmio energetico EN 15217 Consumo energetico totale, energia primaria, emissioni di CO 2 energia erogata in totale Procedure per il calcolo e la misurazione del rendimento energetico EN 15603 fabbisogno energetico del sistema e dell edificio per i sistemi di riscaldamento, raffreddamento, umidificazione, deumidificazione, acqua calda, illuminazione e ventilazione EN ISO 13790, EN 15316-1, EN 15316-2.1, EN 15243, EN 15316-3, EN 15316-4, EN 15265, EN 15193, EN 15241, EN 15232 EN 15232 Definizione e terminologia, dati sul clima esterno, condizioni interne, protezione solare e dal surriscaldamento, protezione termica dei componenti dell edificio, ventilazione e filtraggio dell aria e così via Esempio: EN ISO 6W6, EN ISO 13270, EN ISO 10077-1, EN 13947, EN ISO 10211, EN ISO 10077-2, EN ISO 14663, EN ISO 10456, EN 15242, EN 13775, EN 15251, EN ISO 15927, EN ISO 7345, EN ISO 92S3 Fig. 1: Background, stato e futuro degli standard CEN a supporto della direttiva EPBD (Energy Performance of Buildings Directive). Fonte: pubblicazione Cense
In seguito all applicazione dello standard EN15232, a proprietari, architetti e consulenti vengono fornite informazioni sul potenziale miglioramento di edifici esistenti e sulla conseguente riduzione del consumo energetico dopo il passaggio a una gestione ottimizzata degli edifici. Lo standard identifica quattro classi di risparmio energetico per gli edifici: la classe di riferimento è la Classe C. A B C D Riscaldamento/ raffreddamento ambientale singolo con comunicazione e requisiti es., pompe con controllo della pressione ambientale singolo con comunicazione es., pompe con controllo in fasi ambientale singolo con valvola termostatica o regolatore elettronico es., pompe con controllo on/off es., senza controllo ambientale singolo es., pompe non regolate Condizionamento aria automatico del flusso d aria Controllo dell erogazione dell aria con valore di riferimento dipendente dal carico della ventola a più livelli Controllo dell erogazione dell aria con valore di riferimento dipendente dalle condizioni meteorologiche della ventola on/off dell erogazione dell aria con valore di riferimento costante es., senza controllo del flusso d aria es., senza controllo dell erogazione dell aria Illuminazione illuminazione automatica es., con controllo automatico del livello di luminosità es., con rilevamento automatico della presenza illuminazione automatica es., con controllo automatico del livello di luminosità es., con r ilevamento automatico della presenza controllo manuale delle luci es., interruttore manuale con segnale off centrale controllo manuale delle luci es., con interruttore manuale Schermatura controllo combinato di serrande e temperatura controllo automatico delle serrande azionamento manuale delle serrande a motore azionamento manuale delle serrande Fig. 2: Estratto della tabella 2 dello standard.
La figura 3 riportata di seguito mostra tutte le funzioni di automazione degli edifici e le relative assegnazioni alle quattro classi di risparmio energetico. Tutte le aree della griglia in grigio mettono in relazione una funzione con la classe corrispondente. CONTROLLO AUTOMATICO 1 CONTROLLO DEL RISCALDAMENTO 1.1 Controllo delle emissioni Definizione delle classi: Abitazione residenziale Edificio non residenziale D C B A D C B A Il sistema di controllo può essere installato a livello di sensore o di ambiente. Nel primo caso, può controllare più ambienti. 0 Nessun controllo automatico 1 Controllo automatico centrale 2 Controllo di singoli ambienti X 3 Controllo di singoli ambienti comunicanti X 4 Controllo basato sul fabbisogno dei singoli ambienti comunicanti 1.2 Controllo delle emissioni per TABS 0 Nessun controllo automatico 1 Controllo automatico centrale 2 Controllo automatico centrale avanzato X Fig. 3: Elenco di funzioni e relativa assegnazione alle classi di risparmio energetico della funzione BACS. La classe di risparmio energetico C è definita come requisito minimo per le funzioni BACS e TBM (estratto della tabella 3 dello standard EN15232). Come indicato nella tabella precedente, la classe C richiede già il controllo dell ambiente singolo. La classe B può essere ottenuta consentendo la comunicazione tra i sistemi di controllo, mentre la classe A richiede l uso di un sistema di controllo su richiesta (es., un sistema di controllo dell ambiente singolo CentraLine SERVAL). Se questi servizi non sono disponibili (es., non è presente alcun sistema di ventilazione), non è opportuno considerare alcuna valutazione. La stessa regola è valida per servizi con minore importanza nel contesto, dove i progettisti possono decidere a propria discrezione. La tabella 3 completa dello standard mostra tutti i requisiti per la classe C, che vengono utilizzati come riferimento per i fattori di risparmio energetico (questo elenco può essere utilizzato anche per i requisiti minimi di un progetto).
La tabella seguente mostra le parti fondamentali dello standard, ossia i fattori di risparmio energetico, suddivisi in base agli impianti termici ed elettrici. Tipi di edificio Fattore di risparmio energetico BACS fbscs,th D C (Riferimento) B A Senza risparmio energetico Standard Avanzato: Risparmio energetico elevato Uffici 1.51 1 0.8 0.70 Sale conferenze 1.24 1 0.75 0.50 Edifici scolastici 1.20 1 0.88 0.80 Fig. 4: Fattori di risparmio termico (estratto della tabella 5 dello standard) Tipi di edificio Tutti i fattori di risparmio energetico BACS fbscs,th D C (Riferimento) B A Senza risparmio energetico Standard Avanzato: Risparmio energetico elevato Uffici 1.10 1 0.93 0.87 Sale conferenze 1.06 1 0.94 0.89 Edifici scolastici 1.07 1 0.93 0.86 Ospedali 1.05 1 0.98 0.96 Fig. 5: Fattori di risparmio elettrico (estratto della tabella 5 dello standard)
Quando si applica lo standard EN 15232 ai progetti di ristrutturazione con un consumo energetico noto, i risparmi rispetto all investimento proposto possono essere valutati facilmente. Se un proprietario esegue un upgrade di un edificio adibito a uffici dalla classe di risparmio energetico C alla classe A, nella normativa è indicata una riduzione del consumo energetico per il riscaldamento pari al 30% (fattore 0,7) e una riduzione del consumo di energia elettrica pari al 13% (fattore 0,87). Per un costo del riscaldamento pari a 10.000,00 per stagione, il risparmio ammonterà pertanto a circa 3.000,00 l anno, mentre per un costo dell energia elettrica pari a 25.000,00, il risparmio ammonterà a circa 3.250,00 l anno. Ma cosa implica in concreto l upgrade della funzione BACS? Quali sono i miglioramenti che l installatore dovrà apportare? Dalla figura 3 è possibile dedurre le funzioni che è necessario aggiungere. Automazione dell ambiente (riscaldamento/raffreddamento): Sostituzione delle valvole termostatiche con i controlli dell ambiente singolo comunicante che trasmettono il fabbisogno energetico al generatore di energia (caldaia, impianto di raffreddamento), ad esempio CentraLine Serval in collegamento con CentraLine Lion o Tiger. Automazione dell impianto (generazione e distribuzione di energia per il riscaldamento e il raffreddamento): Il fabbisogno energetico dei consumatori (circuiti di riscaldamento) deve essere trasmesso ai generatori (caldaie, impianti di raffreddamento): implementazione di funzioni di avvio/ arresto ottimizzate, uso di pompe con velocità variabile e controllo della sequenza di generazione dell energia in base al livello di risparmio energetico. Condizionamento aria: Le parole chiave sono controllo dipendente dal carico, compensazione della temperatura esterna, entalpia e controllo dell umidità. Illuminazione: L attenzione viene richiamata sul rilevamento automatico della presenza e sul controllo automatico della luminosità. Miglioramenti alla funzione TBM: Rilevamento di errori nella funzione BACS, monitoraggio del consumo energetico e delle condizioni interne Tutte le funzioni sono disponibili tramite il software Centraline Engineering, COACH, e possono essere scaricate nel sistema di controllo per raggiungere la classe di risparmio energetico A.
Per molte ristrutturazioni, è necessario sostituire il sistema di automazione degli edifici esistente con un nuovo sistema in grado di fornire le funzioni aggiuntive descritte in precedenza. Nei nuovi edifici è sempre opportuno installare un sistema di automazione degli edifici espandibile per consentire una facile integrazione delle aggiunte future. Considerando tutti i fattori di risparmio energetico coinvolti, il risultato offre un risparmio energetico potenziale significativo. Per gli uffici, come mostra l esempio precedente, la riduzione del consumo energetico termico consente di ottenere un risparmio massimo del 30%. In altre situazioni, dove il condizionamento dell aria svolge un ruolo più importante (es., nelle sale riunioni o nei supermercati), il risparmio può raggiungere livelli anche più elevati (fino al 50%), dal momento che il controllo della qualità dell aria può essere determinato in modo esatto per condizioni di carico ottimali. Riepilogo L applicazione dello standard EN 15232 consente di valutare il risparmio energetico che è possibile ottenere utilizzando le funzioni BACS e TBM. Il metodo semplificato non offre calcoli di precisione, ma fornisce una buona panoramica dei vantaggi previsti a seguito di un upgrade del sistema di controllo e consente all utente e al proprietario dell edificio di valutare l attuale grado di risparmio energetico dei sistemi di controllo. L uso dei fattori di risparmio energetico consente al proprietario di un edificio di calcolare la redditività prevista di un investimento per gli upgrade della funzione BACS. Il sistema semplificato, tuttavia, non copre tutti gli aspetti dell uso di un edificio. È opportuno utilizzare parametri di input più generali, come una scelta libera dei periodi di uso, le aree in uso e la percentuale di copertura funzionale in termini di numero di ambienti. I moderni sistemi di automazione degli edifici includono tutte le funzioni necessarie per una valutazione dell edificio come classe A. Le tabelle mostrano l enorme potenziale per la riabilitazione e l upgrade degli edifici esistenti, nonché i vantaggi per i nuovi edifici. CentraLine e i relativi partner in Europe promuovono i vantaggi offerti da sistemi di controllo sofisticati. Il fatto che molti progetti abbiano ottenuto un risparmio energetico maggiore di quello calcolato con lo standard EN 15232 è probabilmente dovuto a un uso più facile e trasparente di sistemi che offrono un controllo grafico delle funzioni. Per esempi di progetti, visitare il sito Web CentraLine all indirizzo www.centraline.com.
Fonti delle immagini: Fig. 1: Estratto della pubblicazione Cense Fig. 2: Estratto dello standard EN15232 (2011-06), versione in inglese Fig. 3: Estratto dello standard EN15232 (2011-06), versione in inglese Fig. 4: Estratto dello standard EN15232 (2011-06), versione in inglese Fig. 5: Estratto dello standard EN15232 (2011-06), versione in inglese Fonti: standard Nuova versione EN15232(2011-06). Contatto editoriale: Ansel & Möllers GmbH Simone Setka Koenig-Karl-Strasse 10 D-70372 Stoccarda Tel: 07 11 / 9 25 45-0; Fax: -25 E-mail: s.setka@anselmoellers.de www.buildingexperts.info Per ulteriori informazioni sull argomento del risparmio energetico, visitare www.buildingexperts.info. In questo sito è possibile visualizzare e scaricare articoli tecnici scritti da esperti CentraLine. Per ulteriori informazioni su CentraLine, visitare il sito Web www.centraline.com. CentraLine Honeywell GmbH Böblinger Straße 17 D-71101 Schönaich